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1、 目 录第1章 绪论11.1推土机概述11.2推土机的结构与分类21.2.1按行走方式分类21.2.2按发动机功率的大小分类31.2.3按传动方式分类31.2.4按推土装置机构形式分类41.2.5按应用领域分类41.3推土机发展概况5 第2章 工作装置液压系统设计52.1 液压系统设计的内容与要求232.1.1 液压系统设计要求232.1.2 液压系统设计内容及步骤232.2 油缸的负载242.2.1 工作负载242.2.2 摩擦负载272.2.3 惯性负载282.3 确定液压系统的主要参数292.3.1 系统液压的确定292.3.2 计算油缸流量302.4 拟定液压系统原理图31第3章 工作
2、装置333.1 推土铲333.1.1 铲刀型号333.1.2推土铲的结构类型343.1.3 推土机作业装置主要参数及结构尺寸的确定363.1.4 推土作业装置强度分析383.1.5推土装置的确定40结 论7参考文献8附 录9致 谢10I第1章 绪论1.1推土机概述推土机是一种短距离铲土运输机械，主要用来开挖路堑、构筑路堤、回填基坑、铲除路障、清楚积雪、平整场地等，但用于平整作业的效果不如平地机作业效果好，推土机也可完成短距离内松散物料的铲运和堆积作业。对于单发动机的自行式铲运机往往在铲装时牵引力不足，这是，可用推土机推土板进行顶推助铲作业，推土机进行作业时借助行走机构产生的牵引力将铲刀切入土中
3、，在进行中，是铲刀前土堆积满并将铲松的土推移。利用铲刀的浮动功能，可能铲刀贴着坚实地面移动而将地面松散物料聚集。推土机配备松土器，可翻松，级以上硬土、软石或凿裂层岩，以便铲运机和推土机进行铲掘作业，推土机还可利用挂钩牵引各种拖式机具（如拖式铲运机，拖式振动压路机等）进行作业，这时，推土机相当于一台拖拉机。推土机广泛用于各种土石方工程施工，是铲土运输机械中最常用的作业机械之一，在土方施工机械中占有十分重要的地位。推土机在公路、铁路、机场、港口等交通运输工程施工中，在矿山开采，农田改造，水利兴修，大型电站和国防建设施工中发挥着巨大的作用。推土机由于铲刀没有翼板，容量有限，在运土过程中会造成两侧的泄
4、露，故运距不宜过长，因此会降低作业生产率。通常，中小型推土机的运距为30-100m，大型推土机的运距一般不超过150m，推土机的经济运距为50-80m。1.2推土机的结构与分类推土机的总体结构包括：柴油机、传动系、行走系、操作系、工作装置、液压系统、机架、电器与仪表、驾驶室等。图1.1为某型履带式液压传动推土机的总体结构拆装图。如果传动系统为机械传动或液力机械传动，则与柴油机相连的4、5件换为主离合器或液力变矩器、变速器、中央传动。推土机一般按行走方式的类型、发动机功率的大小，传动系类型、推土专职类型、推土装置机构形式和应用领域分类。由于钢索操纵机构已被淘汰，现在推土机工作装置的操纵都已采用液
5、压操纵。 1-柴油机 2-散热器 3-操纵手柄 4-分动箱和液压泵 5-驱动马达 6-终传动与驱动链轮 7-行走系统 8-油箱 9-座椅与控制台 10-驾驶室和仪表 11-推土铲 12-松土器 13-机架 14-工作液压系统 图1.1履带式静液压式传递推土机的总体结构拆装图1.2.1按行走方式分类1、履带式履带式推土机是目前工程施工中应用最多的一种推土机。他的附着性能好，牵引力大，接地比压小，爬坡能力和通过松软地面的能力强，能适应恶劣的工作环境。履带式推土机具有优越的作业性能，是推土机重点发展的几种。履带式推土机行驶速度比较低，存在履刺损坏路面的缺点，不能在公路和城市道路上行驶。此外，履带推土
6、机的钢材用量也较大。2、轮胎式轮胎式推土机行驶速度快，转向灵活，因而机动性能好，作业机动性能好，作业循环时间短，转移方便迅速。由于轮胎不损坏路面，轮式推土机特别适合在城市建设和市政道路维修工程中适应。轮胎式推土机制造成本低，维修方便，今年来也有较大的发展。但轮胎式推土机的附着性能远不如履带式，在松软潮湿的场地施工时容易引起驱动轮滑转，降低生产率，严重时还可能造成车辆沦陷，甚至无法施工。在开采矿山等恶劣条件下，轮胎式推土机如遇上坚硬尖锐的岩石，容易引起轮胎急剧磨损，因此轮胎式推土机的使用范围受到一定的限制。1.2.2按发动机功率的大小分类1、超轻型 功率小于30kW,生产率低，适用在极小的作业场
7、地。2、轻型 功率在2075kW之间，用于零星土方作业。3、中型 功率在75225kW之间，用于一般土方作业。4、大型 功率在225745kW之间，生产效率高，适用于坚硬土质或深度冻土的大型土方工程。5、特大型 功率在745kW以上，用于大型露天矿山或大型水电工程工地。1.2.3按传动方式分类1、机械传动式采用机械传动式的推土机具有工作可靠、制造简单、传动效率高、维修方便等优点，但操作费力，传动装置对载荷的自适应性差，容易引起发动机熄火，降低作业效率，在大中行推土机中已很少采用这种传动形式。2、液力机械传动式液力机械传动式是现在推土机采用的主要传动形式。采用液力变矩器与动力换挡变速箱组合传动装
8、置，具有自动无机变速变扭，自动适应外负荷变化的能力，发动机不容易熄火，且可负载换挡，减少换挡次数，操作比机械式轻便，作业效率高等优点。施工经验证明，采用液力机械式传动的推土机，比同功率机械式推土机的生产率要高50%左右。液力机械式传动的缺点是液力变矩器在工作过程中容易发热，降低了传动效率；同时传动装置结构复杂、制造精度高，提高了制造成本，也给维修带来了不便。3、全液压传动式全液压传动式推土机的传动装置结构紧凑，由于前后传动部件之间可采用液压软管连接，在整机结构布置上铰为灵活。采用低速打扭矩液压马达驱动可获得与外负荷相适应的牵引特性曲线，能在不同负荷工况下稳定发动机转速，充分利用发动机功率。液压
9、传动式推土机可借助液压泵或液压马达的变量功能和液压阀的换向功能实现自动无级调速和原地转向，操作十分灵活，且机械运行平稳，无冲击。德国利勃海尔公司曾对全液压传动和液力机械式传动履带式推土机进行对比试验，其结果表明：全液压传动的推土机要比液力机械式传动的推土机节能10%，而传动效率和生产率则分别提高25%和15%-25%。全液氧传动由于液压元件制造精度要求高，特别是低速大扭矩液压马达制造难度较大，增加了制造成本且可靠性和耐久性较差，维修困难，故目前全液压传动应用不太普遍，只在中等功率的推土机上有采用。 4、电传动式电传动式推土机装备有柴油机发动机组，将发动机输出的机械能先转化成电能，通过电缆驱动电
10、动机继而带动行走系统和工作装置。这种传动系具有全液压式传动系的诸多特点：结构简单，整体布置方便，操作灵活，可实现整机无级变速和原地转向。电传动比全液压传动工作更可靠。作业效率更高。但由于整机质量大，制造成本高，目前只有在少数打功率轮式推土机上应用。另外，也有直接用电网电力作为能源，以电动机为一级动力装置的电气传动式推土机。这种推土机主要用于露天矿开采和井下作业，没有废气污染。因受电力和电缆的限制，电气传动式推土机的使用范围受到很大的影响。1.2.4按推土装置机构形式分类1、直铲式推土装置直铲式又称作固定式。直铲式推土装置，机构简单，但只能正对前面进方向推土，作业灵活性差，现仅用于中小型推土机。
11、2、斜铲式推土装置斜铲式又称作回转式。现代大中型推土机大多采用可在水平面内和铅垂面内调整一定角度的斜铲式推土装置，便于向一侧移土和开挖边沟。1.2.5按应用领域分类按应用领域推土机可分为普通型和专用型两种。普通型推土机通用性好，可广泛用于各类土石方工程施工作业；专用型推土机则是一种在特定工况下进行施工作业的推土机，专用性强，只适用于特殊环境下的施工作业。专用型推土机有浮体推土机、水陆两用推土机、深水推土机、湿地推土机、爆破推土机、低噪声推土机、军用高低推土机等。浮体推土机和水陆两用推土机是浅水型推土机施工作业机械。浮体推土机的机体为船形浮体，发动机进、排气管装有导气管通往水面，驾驶室安装在浮体
12、平台上，可用于海滨浴场，海底整平等施工作业。水陆两用推土机是两栖型推土机，主要用于浅水区或沼泽地带作业，也可在陆地上使用。潜入水下作业时，发动机必须通过伸出水面的导气管进，排气，并通过无线电进行遥控操作。深水型推土铲适合海底潜水作业，并配备辅助工程船提供电力，通过电缆驱动水下推土机。湿地推土机为迪比亚履带推土机，可适应沼泽地的施工作业。军用高速推土机主要用于国防建设，平时用于战备施工，战士可快速除障，挖山开路。1.3推土机发展概况19世纪70年代中期，美国已有人使用简陋的马拉推土刮板平整土地。1906年履带式拖拉机的发明者、美国的霍尔特又研制出最早的汽油内燃机拖拉机，霍尔特曾经作为配套装置给拖
13、拉机装上推土铲，成为世界上最早的推土机。1909年，德国开始修筑规模宏大的高速公路网，由于第一次世界大战的原因，工程直到1921年才建成通车。德国在工程中开始大量使用推土机。1945年以后，在英国和欧洲大陆的重建工作以及美国许多建筑工程中，推土机都是不可缺少的重要施工手段。推土机是铲土运输机械中生产历史最久、拥有量最多、应用最广泛的一个几种、美国是世界上生产履带式推土机最早的国家，推土机制造技术一直居领先地位。卡特彼勒公司是世界上最大的工程机械生产企业，生产的履带式推土机除系列基本型外，还有多种变型产品，不但品种齐全，而且结构新颖、性能新进，目前在世界市场上极具竞争力，日本的推土机工业虽然起步
14、较晚，但发展十分迅速，已成为现代推土机的生产大国之一，小松制作所是日本最大的工程机械制造公司，不仅重视大型推土机的发展，同时还注重发展小型推土机，注重推土机的多用途和作业性能，生产的推土机也具有世界一流水平。该所于1991年研制成为世界上最大的D575A-2超大型履带式推土机，功率高达784kW，工作质量为132t，牵引力达1.96MN。国外推土机技术近年来的发展主要是扩大电子技术的应用和提高推土机作业性能、可靠性、操作舒适性、维修保养性能一级在环境保护方面的一些新技术。美国卡特彼勒公司1995年底和1996年初相继推出D8R、D9R、D10R和D11R四种机型的R系列推土机，是该公司N系技术
15、的应用。电子控制发动机，在D10R的3412发动机上采用了先进的液压驱动电子控制喷射系统（HEUI系统），该系统由液压系统、燃油系统、电子控制系电子控制系电控喷油嘴和传感器等部分组成。通过电子控制器可实现四个方面的控制：然燃料喷射压力、燃料喷射正时、燃料喷射持续时间和喷油量、燃料喷射状态，从而可改善排出气体成分、降低噪声和油耗、提高发动机可靠性及耐久性。卡特彼勒公司在D10R和D11R型推土机上设置了“电子控制的离合器/制动器转向系统”（ECB系统）。这种转向系统有多片式油冷却的离合器和可减弱阻力的免调整的制动器以及电子控制系统组成。ECB系统在操作控制上改变了传统的双手操作方式，由一个位于驾驶员左侧可单手操作的“轻触式控制器（FTC）”控制，可控制转向、机械的前进后退和换档。从20世纪80年代后期开始，滚翻保护系统（ROPS）和落物保护系统（FOPS）开始应用于驾驶室安全保护。现在，ROPS和FOPS已逐渐成为大、中型推土机的安全性标准装备。卡特彼勒公司履带推土机D9R型上安装了最新的监视系统，电子计算机监视系统（CMS系统）该系统除了具有N系列推土机三级报警监视系统（EMS）功能外，还有一个能对
